Transfecção é o processo de introduzir ácidos nucleicos em células de mamíferos ou insetos. Diferentemente da transformação bacteriana, que se refere à captação bacteriana de DNA, a transfecção descreve especificamente a entrega em células eucarióticas.

Transfecção Mediada por Lipídios

Reagentes lipídicos catiônicos (Lipofectamine, FuGENE, jetPEI) formam lipossomas que encapsulam o DNA carregado negativamente. Os lipossomas carregados positivamente se fundem com a membrana celular carregada negativamente, liberando o DNA no citoplasma.

A proporção lipídio:DNA é crítica. A maioria dos reagentes requer otimização na faixa de 2–4 µL de lipídio por µg de DNA. A eficiência da transfecção depende do tipo celular — HEK 293 e HeLa são altamente transfectáveis; células primárias e em suspensão são mais difíceis. O soro no meio pode inibir alguns reagentes lipídicos. A maioria dos protocolos recomenda transfecção em meio com soro reduzido (Opti-MEM) e substituição por meio completo após 4–6 horas.

Coprecipitação com Fosfato de Cálcio

O DNA é misturado com CaCl₂ e adicionado gota a gota a uma solução tamponada com fosfato, formando um precipitado fino de complexos de fosfato de cálcio-DNA. O precipitado assenta sobre as células e é internalizado por endocitose.

Este método é muito barato, mas sensível ao pH. O pH ideal (tipicamente 6,95–7,05) deve ser determinado empiricamente para cada tipo celular. O precipitado deve ser fino e uniforme — agregados grandes reduzem a eficiência e aumentam a toxicidade. O fosfato de cálcio funciona bem para linhagens celulares aderentes, mas mal para células primárias e em suspensão.

Eletroporação

Um pulso breve de alta voltagem (100–300 V, 1–25 ms) cria poros transitórios na membrana celular através dos quais o DNA entra. A eletroporação funciona para quase todos os tipos celulares, incluindo células primárias, tronco e em suspensão que resistem aos métodos químicos.

Sistemas comerciais de eletroporação (Neon, Nucleofector, Gene Pulser) usam parâmetros de pulso otimizados e soluções proprietárias para alcançar 70–90% de eficiência em células difíceis de transfectar. A desvantagem é uma morte celular significativa (20–50%), sendo necessária uma otimização cuidadosa da densidade celular, quantidade de DNA e parâmetros do pulso.

Transdução Viral

Vírus recombinantes entregam material genético com alta eficiência a uma ampla variedade de tipos celulares. Os sistemas vetoriais mais comuns:

• Lentivírus: infecta células em divisão e não divisão e se integra ao genoma, permitindo expressão estável a longo prazo. A capacidade de empacotamento é de ~8 kb.
• Retrovírus: infecta apenas células em divisão. Usado para expressão estável em células que proliferam rapidamente.
• Vírus adenoassociados (AAV): não integrativo, baixa imunogenicidade, bom para aplicação in vivo. Capacidade de empacotamento ~4,5 kb.
• Adenovírus: alto título, infecta muitos tipos celulares, mas desencadeia resposta imune. Usado para expressão transitória de alto nível.

Transfecção Estável vs. Transiente

Transfecção transiente: o DNA permanece episomal e é diluído pela divisão celular. A expressão atinge o pico em 24–48 horas e dura 2–7 dias. Usada para experimentos de curto prazo, ensaios repórteres e produção de proteínas.

Transfecção estável: um marcador selecionável (resistência a puromicina, G418/higromicina) é co-transfectado, e as células que integram o DNA em seu genoma são selecionadas ao longo de 7–14 dias. A linhagem celular estável resultante mantém a expressão indefinidamente.